Ar tikrai galite šviną paversti auksu?

Mokslas už alchemijos

Nikola Miljkovic / Getty Images

Prieš tai, kai chemija buvo mokslas, buvo alchemija . Vienas iš didžiausių alchemikų ieškojimų buvo transmutuoti (paversti) šviną į auksą.

Vadovauti (atominis numeris 82) ir auksas (atominis numeris 79) apibrėžiami kaip elementai pagal jų turimų protonų skaičių. Keičiant elementą reikia pakeisti atominį (protonų) skaičių. Protonų skaičius elemente negali būti pakeistas jokiomis cheminėmis priemonėmis. Tačiau fizika gali būti naudojama protonams pridėti arba pašalinti ir tokiu būdu pakeisti vieną elementą į kitą. Kadangi švinas yra stabilus, norint jį išleisti tris protonus, reikia tiek daug energijos, kad jo transformavimo kaina gerokai viršija bet kokio gauto aukso vertę.

Istorija

Švino pavertimas auksu yra ne tik teoriškai įmanomas, bet ir pasiektas! Buvo pranešta, kad Glennui Seaborgui, 1951 m. Nobelio chemijos premijos laureatui, pavyko paversti nedidelį kiekį švino (nors jis galėjo pradėti nuo bismuto, kito stabilaus metalo, dažnai pakeičiamo šviną). auksas Ankstesnėje ataskaitoje (1972 m.) aprašomas atsitiktinis sovietų fizikų atradimas branduolinių tyrimų įstaigoje netoli Baikalo ežero Sibire – reakcijos, pavertusios eksperimentinio reaktoriaus švino ekraną auksu.

Transmutacija šiandien

Šiandien dalelių greitintuvai reguliariai transformuoja elementus. Įkrauta dalelė pagreitinama naudojant elektrinius ir magnetinius laukus. Linijiniame greitintuve įkrautos dalelės dreifuoja per daugybę įkrautų vamzdelių, atskirtų tarpais. Kiekvieną kartą, kai dalelė atsiranda tarp tarpų, ją pagreitina potencialų skirtumas tarp gretimų segmentų.

Apvaliame greitintuve magnetiniai laukai pagreitina daleles, judančias žiediniais takais. Bet kuriuo atveju pagreitinta dalelė atsitrenkia į tikslinę medžiagą, potencialiai išmušdama laisvus protonus ar neutronus ir sukurdama naują elementą arba izotopą. Branduoliniai reaktoriai taip pat gali būti naudojami elementams kurti, nors sąlygos yra mažiau kontroliuojamos.

Gamtoje nauji elementai sukuriami pridedant protonų ir neutronų prie vandenilio atomų žvaigždės branduolyje, todėl susidaro vis sunkesni elementai iki geležies (atominis skaičius 26). Šis procesas vadinamas nukleosinteze. Žvaigždžių supernovos sprogimo metu susidaro elementai, sunkesni už geležį. Supernovoje auksas gali virsti švinu, bet ne atvirkščiai.

Nors gali būti, kad niekada nėra įprasta šviną paversti auksu, praktiška auksą gauti iš švino rūdų. Mineralai galena (švino sulfidas, PbS), cerusitas (švino karbonatas, PbCO₃) ir Anglesitas (švino sulfatas, PbSO₄) dažnai yra cinko, aukso, sidabro ir kitų metalų. Rūdą susmulkinus, pakanka cheminių metodų, kad auksas būtų atskirtas nuo švino. Rezultatas yra beveik alchemija.